ASI現場(chǎng)總線(xiàn)在殘極洗滌堆垛機組的應用

一、前言

AS-Interface總線(xiàn)技術(shù)是一種用單根電纜將傳感器和執行器連接到控制器并傳輸數據、提供電源的智能網(wǎng)絡(luò )，可用于較為惡劣的工業(yè)環(huán)境，能為較少I(mǎi)/O點(diǎn)的設備提高一種低成本的解決方案。在殘極洗滌堆垛機組中，AS-Interface總線(xiàn)的許多優(yōu)異特性和作用得到了充分發(fā)揮。

二、AS-Interface 總線(xiàn)技術(shù)特點(diǎn)

AS-Interface（Actuator-Sensor-Interface）是執行器－傳感器－接口的縮寫(xiě)，ASI現場(chǎng)總線(xiàn)能夠直接連接二進(jìn)制執行器和傳感器，形成自動(dòng)化底層控制系統，是屬于現場(chǎng)總線(xiàn)（FIELDBUS）下層設備層的監控網(wǎng)絡(luò )系統。

AS-Interface總線(xiàn)體系為主從結構，AS-Interface主機和控制器（IPC、PLC、DC）總稱(chēng)為系統主站（MASTER）。從站（SLAVE）有兩種，一種是帶有AS-Interface通信芯片的智能傳感器/執行器，另一種是分離型I/O 模塊連接普通的傳感器/執行器。主從站之間使用非屏蔽非絞接的兩芯電纜，其中使用的標準AS-Interface扁平電纜使用專(zhuān)利的穿刺安裝方法，連接簡(jiǎn)單可靠。在2芯電纜上除傳輸信號外，還傳輸網(wǎng)絡(luò )電源。

AS-Interface總線(xiàn)系統是一個(gè)開(kāi)放的系統，它通過(guò)主站中的網(wǎng)關(guān)可以和多種現場(chǎng)總線(xiàn)（如FF、Profibus、DeviceNet、Ethernet等）相連接。AS-Interface主站作為上層現場(chǎng)總線(xiàn)的一個(gè)節點(diǎn)，同時(shí)又可以完全分散地掛接一定量的AS-Interface從站。AS-Interface總線(xiàn)系統的基本技術(shù)特性如下：
（1） 傳輸數據量：在一個(gè)周期內，每個(gè)從站與主站的數據交換程度為4個(gè)輸入位和4個(gè)輸出位；
（2） 傳輸介質(zhì)：簡(jiǎn)單的非屏蔽2芯電纜或PEC導線(xiàn)，提供傳送數據的同時(shí)并提供電源；
（3）通信周期：一個(gè)標準的ASI系統最多有31個(gè)從站，輪詢(xún)周期為5/10ms；一個(gè)擴展的ASI系統，最多有62個(gè)從站輪詢(xún)周期為10ms。
（4）網(wǎng)絡(luò )拓撲結構：總線(xiàn)型、星型、樹(shù)型等各種拓撲結構；

三、ASI傳輸機制

ASI的消耗調制采用交變脈沖調制方式（APM），是一種基頻進(jìn)行調制的串行通訊方式。主站發(fā)出的請求信號經(jīng)過(guò)編碼轉換為可以執行相位變換的位序列，從而產(chǎn)生了相應的傳輸電流。當傳輸電流通過(guò)電感元件時(shí)會(huì )產(chǎn)生電壓突變，就產(chǎn)生了請求信號電壓，每一個(gè)增加的電流產(chǎn)生一貫負電壓脈沖，每一個(gè)減小的電流產(chǎn)生一貫正電壓脈沖，通過(guò)這種方法得到請求信號。從站接受ASI電纜上的請求信號電壓并轉化為初始的位序列，就完成了一次主站向從站請求信號的轉換過(guò)程。

四、殘極洗滌堆垛機組的ASI系統構成

1、系統結構
系統結構上采用分布式控制，主控制器采用美國AB Controllogix-5000的大型PLC，向下以DEVICENET總線(xiàn)聯(lián)接 DeviceNET/ AS-Interface網(wǎng)關(guān)，構成2條ASI總線(xiàn)ASI1.1和.ASI1.2，通過(guò)高度靈活分散的AS-Interface輸入/輸出模塊將分布在現場(chǎng)的I/O接入到系統中，見(jiàn)圖2。ASI總線(xiàn)網(wǎng)關(guān)和輸入/輸出模塊以及電源都使用德國公司IFM愛(ài)福門(mén)公司產(chǎn)品。

2、系統功能
ASI總線(xiàn)通過(guò)各種模塊連接現場(chǎng)設備，使殘極洗滌堆垛機組具有操作設備功能，顯示設備運行狀態(tài)和故障報警，以及執行生產(chǎn)設備要求等功能。
數字量輸入模塊：按鈕、傳感器包括光電開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、限位和光柵以及安全繼電器等。
數字量輸出模塊：指示燈和執行器包括繼電器、電磁閥等。
模擬量輸入模塊：液位、溫度、壓力等。

五、結束語(yǔ)

ASI現場(chǎng)總線(xiàn)于1994年問(wèn)世以前，每一個(gè)信號都需要通過(guò)一條獨立的電纜并列布線(xiàn)的方式連接到送往高層控制器，這就在生產(chǎn)現場(chǎng)有大量的電纜，產(chǎn)生巨大的成本支出（電纜和布線(xiàn)成本），同時(shí)，系統運行期間潛在的失效和停機事故的數量與接點(diǎn)的數量成正比。AS-Interface總線(xiàn)技術(shù)是用單根電纜將傳感器和執行器連接到控制器，并傳輸數據，提供電源的智能網(wǎng)絡(luò )，從而取代常規的高成本的并列布線(xiàn)，實(shí)現自動(dòng)化站點(diǎn)的互連。

ASI現場(chǎng)總線(xiàn)具有自動(dòng)分配地址的功能，當從站出現故障時(shí)，將新模塊連接到ASI總線(xiàn)上后，其地址自動(dòng)分配為故障從站的地址，這個(gè)功能有利于系統的維修和維護，方便快捷。ASI現場(chǎng)總線(xiàn)的連接方式采用模塊化技術(shù)，電纜采用絕緣穿刺技術(shù)連接，在實(shí)際安裝中工作簡(jiǎn)單，不會(huì )出錯。